基于CentOS7，MySQL5.7的高可用MHA架构搭建实战3

基于CentOS7，MySQL5.7的高可用MHA架构搭建实战3

一、读写分离

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1.1 读写分离引入时机

大多数互联网业务中，往往读多写少，这时候数据库的读会首先成为数据库的瓶颈。如果我们已经优化了SQL，但是读依旧还是瓶颈时，这时就可以选择“读写分离”架构了。

读写分离首先需要将数据库分为主从库，一个主库用于写数据，多个从库完成读数据的操作，主从库之间通过主从复制机制进行数据的同步，如图所示。

在应用中可以在从库追加多个索引来优化查询，主库这些索引可以不加，用于提升写效率。
读写分离架构也能够消除读写锁冲突从而提升数据库的读写性能。使用读写分离架构需要注意：主从同步延迟和读写分配机制问题

1.2 主从同步延迟

使用读写分离架构时，数据库主从同步具有延迟性，数据一致性会有影响，对于一些实时性要求比较高的操作，可以采用以下解决方案。

• 写后立刻读
  在写入数据库后，某个时间段内读操作就去主库，之后读操作访问从库。
• 二次查询
  先去从库读取数据，找不到时就去主库进行数据读取。该操作容易将读压力返还给主库，为了避免恶意攻击，建议对数据库访问API操作进行封装，有利于安全和低耦合。
• 根据业务特殊处理
  根据业务特点和重要程度进行调整，比如重要的，实时性要求高的业务数据读写可以放在主库。对于次要的业务，实时性要求不高可以进行读写分离，查询时去从库查询。

1.3 读写分离实现方案

读写路由分配机制是实现读写分离架构最关键的一个环节，就是控制何时去主库写，何时去从库读。目
前较为常见的实现方案分为以下两种：

• 基于编程和配置实现（应用端）
  程序员在代码中封装数据库的操作，代码中可以根据操作类型进行路由分配，增删改时操作主库，查询时操作从库。这类方法也是目前生产环境下应用最广泛的。优点是实现简单，因为程序在代码中实现，不需要增加额外的硬件开支，缺点是需要开发人员来实现，运维人员无从下手，如果其中一个数据库宕机了，就需要修改配置重启项目。
• 基于服务器端代理实现（服务器端）
  中间件代理一般介于应用服务器和数据库服务器之间，从图中可以看到，应用服务器并不直接进入到master数据库或者slave数据库，而是进入MySQL proxy代理服务器。代理服务器接收到应用服务器的请求后，先进行判断然后转发到后端master和slave数据库。

目前有很多性能不错的数据库中间件，常用的有MySQL Proxy、MyCat以及Shardingsphere等等。

• MySQL Proxy：是官方提供的MySQL中间件产品可以实现负载平衡、读写分离等。
• MyCat：MyCat是一款基于阿里开源产品Cobar而研发的，基于 Java 语言编写的开源数据库中间
  件。
• ShardingSphere：ShardingSphere是一套开源的分布式数据库中间件解决方案，它由Sharding-JDBC、Sharding-Proxy和Sharding-Sidecar（计划中）这3款相互独立的产品组成。已经在2020年4月16日从Apache孵化器毕业，成为Apache顶级项目。
• Atlas：Atlas是由 Qihoo 360公司Web平台部基础架构团队开发维护的一个数据库中间件。
• Amoeba：变形虫，该开源框架于2008年开始发布一款 Amoeba for MySQL软件。

1.4 读写分离搭建，基于服务器端代理实现

1.4.1 安装代理机Proxy

代理服务器可以使用克隆的方式来实现，修改ip地址为：192.168.80.155

1.4.2 安装代理插件

上传插件：

	mysql-proxy-0.8.5-linux-el6-x86-64bit.tar.gz

解压：

	tar -zxvf   mysql-proxy-0.8.5-linux-el6-x86-64bit.tar.gz（此工具内部使用了大量得lua脚本进行分发处理）

创建proxy配置文件，配置参数：vim /etc/mysql-proxy.cnf

	user=root     当前代理节点账号
	admin-username=root		主从mysql数据库账号和密码
	admin-password=root
	proxy-address=192.168.80.155:4040	 当前代理节点运行的ip地址和端口（请求入口，后续进行分发）

设置主库：

	proxy-backend-addresses=192.168.80.128:3306      可以指定多个，使用逗号隔开

设置从库：

	proxy-read-only-backend-addresses=192.168.80.55:3306      可以指定多个

设置lua脚本进行管理：

	proxy-lua-script=/softInstall/mysql/mysql-proxy-0.8.5-linux-el6-x86-64bit/share/doc/mysql-proxy/rw-splitting.lua

	log-file=/var/log/mysql-proxy.log
	log-level=debug

运行方式：

	daemon=true
	keepalive=true   遇到故障，自动重启

添加操作权限：

	chmod 660 /etc/mysql-proxy.cnf

修改lua脚本：

	设置触发代理的链接池数，vi  rw-splitting.lua 
	后续所有数据库操作都将进入proxy代理，达到链接数，才进行相应读写分离配置。

1.4.3 启动mysql-proxy

执行命令：

	./mysql-proxy --defaults-file=/etc/mysql-proxy.cnf

	如果没有报错，则表示启动成功。（proxy的防火墙也需要进行关闭）

1.4.4 测试

使用可视化工具链接proxy：

通过proxy查询数据：

关闭从节点：

通过可视化工具访问proxy，执行数据插入操作：

在主节点查看数据：

	查询到通过代理节点插入的新的数据，说明代理将写操作转发到了主节点进行操作

通过可视化工具访问proxy，查询数据：

	查询不到刚刚通过代理插入的数据，而从节点关闭导致没有插入成功，说明查询操作是通过从节点进行处理的

二、双主模式

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2.1 适用场景

很多企业刚开始都是使用MySQL主从模式，一主多从、读写分离等。但是单主如果发生单点故障，从库切换成主库还需要作改动。因此，如果是双主或者多主，就会增加MySQL入口，提升了主库的可用性。因此随着业务的发展，数据库架构可以由主从模式演变为双主模式。双主模式是指两台服务器互为主从，任何一台服务器数据变更，都会通过复制应用到另外一方的数据库中。

使用双主双写还是双主单写？

	建议大家使用双主单写，因为双主双写存在以下问题：

• ID冲突
  在A主库写入，当A数据未同步到B主库时，对B主库写入，如果采用自动递增容易发生ID主键的冲突。可以采用MySQL自身的自动增长步长来解决，例如A的主键为1,3,5,7…，B的主键为2,4,6,8… ，但是对数据库运维、扩展都不友好。
• 更新丢失
  同一条记录在两个主库中进行更新，会发生前面覆盖后面的更新丢失。

高可用架构如下图所示，其中一个Master提供线上服务，另一个Master作为备胎供高可用切换，Master下游挂载Slave承担读请求。

随着业务发展，架构会从主从模式演变为双主模式，建议用双主单写，再引入高可用组件，例如：Keepalived和MMM等工具，实现主库故障自动切换。

2.2 双主模式搭建

暂时略，后续补充

2.3 MMM架构

MMM（Master-Master Replication Manager for MySQL）是一套用来管理和监控双主复制，支持双主故障切换 的第三方软件。MMM 使用Perl语言开发，虽然是双主架构，但是业务上同一时间只允许一个节点进行写入操作。下图是基于MMM实现的双主高可用架构。

• MMM故障处理机制

    MMM 包含writer和reader两类角色，分别对应写节点和读节点。
    	* 	当 writer节点出现故障，程序会自动移除该节点上的VIP
    	* 	写操作切换到 Master2，并将Master2设置为writer
    	* 	将所有Slave节点会指向Master2
  

除了管理双主节点，MMM 也会管理 Slave 节点，在出现宕机、复制延迟或复制错误，MMM 会移除该节点的 VIP，直到节点恢复正常。

• MMM监控机制

    MMM 包含monitor和agent两类程序，功能如下：
    	* 	monitor：监控集群内数据库的状态，在出现异常时发布切换命令，一般和数据库分开部署。
    	* 	agent：运行在每个 MySQL 服务器上的代理进程，monitor 命令的执行者，完成监控的探针工作和具体服务设置，例如设置 VIP（虚拟IP）、指向新同步节点。